CN101520297A

CN101520297A - 测量机的滚珠丝杠传动连接装置及安装有该装置的测量机

Info

Publication number: CN101520297A
Application number: CN200910019963A
Authority: CN
Inventors: 隋占疆
Original assignee: Hexagon Metrology Qingdao Co Ltd
Current assignee: Haikeshong Manufacturing Intelligent Technology Qingdao Co ltd
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: CN101520297B

Abstract

本发明提供了测量机的滚珠丝杠传动连接装置及安装有该装置的测量机，它可以解决现有技术存在的丝杠产生挠度，以及径向的偏摆所带来的问题。技术方案是，包括滚珠丝杠、丝母、丝母连接座体、导轨，其特征在于：在所述丝母连接座体上装有直线运动限位装置和消除径向力装置。通过上述装置，消除滚珠丝杠挠度对测量机精度的影响，以及滚珠丝杠运动过程中沿径向摆动对测量机精度的影响，提高了测量机的测量精度。

Description

测量机的滚珠丝杠传动连接装置及安装有该装置的测量机

技术领域

本发明涉及测量机装置，具体地说涉及测量机中的滚珠丝杠传动连接装置。

背景技术

采用滚珠丝杠传动的高精度三坐标测量机，可以实现测量机移动部件的高速精确定位。通常滚珠丝杠安装两种方案：1、一端固定，一端游动的方案；2、两端都固定的方案。

由于横梁采用花岗岩制成，与滚珠丝杠的材料不同，膨胀系数也不同，因此在温度变化过程中，两者易产生应力。因此，测量机常采取方案1。但是方案1由于丝杠的一端游动，受重力影响产生挠度，在丝杠旋转过程中，离心力和挠度同时作用，丝杠会产生较大沿径向的偏摆。如果将丝杠螺母与移动部件刚性连接，沿径向的偏摆运动直接影响测量机移动部件的运动状态，并且在轴向的不同位置，偏摆运动的幅度有差异性，因此也会存在运动重复性问题。

参见图1，在A1处移动部件与丝杠进行连接，移动部件在沿轴向运动过程中，由于丝杠挠度变化，在A3处则可能受向下的力。在测量机运输安装过程中，该连接处需要多次拆卸，每次拆卸后再固定连接部位的位置存在差异性，导致再次安装时的机械状态与第一次进行激光补偿时的机械状态存在差异性，导致需要重新做激光补偿，增加了调试耗时和人工成本。

发明内容

本发明提供了测量机的滚珠丝杠传动连接装置及安装有该装置的测量机，它可以解决现有技术存在的丝杠产生挠度，以及径向的偏摆所带来的问题。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种测量机的滚珠丝杠传动连接装置，包括滚珠丝杠、丝母、丝母连接座体、导轨，其特征在于：在所述丝母连接座体上装有直线运动限位装置和消除径向力装置，所述直线运动限位装置中设有轴承，所述轴承与所述导轨上面接触；

所述消除径向力装置结构为：有一导杆，所述导杆一端装在连接支架的导杆轴孔内，并由螺母将该端固定，所述导杆另一端活动地连接在传动部件连接座轴孔内，所述传动部件连接座两端均装有推力球轴承，即内推力轴承和外推力轴承，所述外推力轴承的导杆端由螺母连接，在所述连接支架与所述传动部件连接座之间的导杆轴上套装有弹簧，所述弹簧一端在所述连接支架端，另一端在所述内推力轴承端，所述连接支架固定在所述丝母连接座体上。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述直线运动限位装置中具有两个轴承支架，所述轴承支架壳体侧面通过连接螺栓连接在所述丝母连接座体上，所述轴承设在所述轴承支架下部，所述丝母连接座体上面两端设有调整板，所述调整板与所述丝母连接座体通过连接螺钉连接，

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述直线运动限位装置包括直线滚动限位装置或直线滑动限位装置，所述直线滚动限位装置中的轴承为滚动轴承；所述直线滑动限位装置中的轴承为空气轴承或直线轴承。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述调整板上设有调整螺钉，所述调整螺钉顶在所述轴承支架上面。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述丝母连接座体与所述轴承支架连接部件具有内凹面，所述轴承支架装在所述内凹面里。该结构形式可以减小体积，节省空间。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述导杆与所述传动部件连接座轴孔之间具有空隙，所述空隙为1-3mm，所述内、外推力轴承的两端设有球面垫圈和垫片，所述内、外推力轴承为平面推力球轴承。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述弹簧为压缩弹簧，或为碟簧。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述连接支架为L形，其底面与所述丝母连接座体连接固定。

在本发明的技术方案中，还具有以下技术特征：所述传动部件连接座由角钢制成，其底面与传动部件连接固定。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、在丝母连接座体上设有所述直线运动限位装置，通过限位装置中的球轴承与导轨面接触，抵消传动过程中的丝杠挠度影响，从而消除滚珠丝杠挠度对测量机精度的影响。

2、在直线运动过程中，左右两侧的限位装置会一直沿导轨面运动，由于导轨面的平面度影响，限位装置会存在偏摆运动，会导致丝母存在微量的偏转运动，为消除该偏转运动的影响，通过导杆、压缩弹簧与推力轴承结合的结构得以解决。当丝母产生摆动时，该运动传递到连接支架上，使其摆动，推力轴承可以实现微量径向调整，这样既保证轴向精确传动定位，同时又可以自动调整消除导轨面的平面度传动带来的影响，消除滚珠丝杠运动过程中沿径向摆动对测量机精度的影响。

附图说明

图1是现有技术工作原理示意图；

1、滚珠丝杠挠度变形；15、花岗岩导轨；B、丝杠支撑端。

图2是本发明测量机的滚珠丝杠传动连接装置主视图；

图3是本发明测量机的滚珠丝杠传动连接装置俯视图；

1、滚珠丝杠；2、丝母；A、传动连接装置；B、丝杠支撑端；C、粘接钢带；

图4是图2中的I部位主视图；

图5是图2中的I部位侧视图；

图6是图2中的I部位俯视图；

图7是图4中的A—A方向剖视图；

图8是图2中的I部位立体图；

图9是本发明中的消除径向力装置的主视图；

图10是图9的侧视图；

图11是图9中的B-B方向剖视图；

图12是图11中的II部位放大图。

其中：1、滚珠丝杠；2、丝母；3、丝母连接座体；3-1、内凹面；4、轴承支架；4-1、长条孔；4-2、连接螺栓；5、调整螺钉；6、背紧螺母；7、L型连接支架；8、压缩弹簧/碟簧；9、球面垫圈；10、滑动垫片；11、内推力球轴承；12、滑动垫片；13、尼龙垫片；14、传动部件连接座；15、导轨；16、深沟球轴承；17、固定轴；18、导杆；19、背紧螺母；20、外推力轴承；21、调整板；21-1、连接螺栓；δ、空隙；

图13是本发明中的丝母连接座体和轴承支架主视图；

图14是图13中的C—C方向剖视图；

图15是图13的侧视图；

图16是图13的俯视图；

图17是图13的仰视图；

图18是图13的立体图；

其中：1、滚珠丝杠；2、丝母；3、丝母连接座体；3-1、内凹面；4、轴承支架；4-1、长条孔；4-2、连接螺栓；5、调整螺钉；16、深沟球轴承；17、固定轴；21、调整板；21-1、连接螺栓。

具体实施方式

实施例

参见图2和图3，滚珠丝杠1的两端由丝杠支撑端B支撑。I部位为传动连接装置A。

参见图4、图5、图6、图7、图8、图13、图14、图15、图16、图17和图18，这是直线滚动限位装置。丝母2与丝母连接座体3连接。丝母连接座体3中间具有内凹面3-1，参见图17和图18。两个轴承支架4下部设有深沟球轴承16，深沟球轴承16装在固定轴17上。所述深沟球轴承16与导轨15面接触，参见图8。每侧的轴承支架4装在内凹面3-1里，参见图4、图5、图7、图13、图17和图18。轴承支架4侧面的壳体上开有上下方向的长条孔4-1，连接螺栓4-2穿过长条孔4-1与丝母连接座体3上的相应的螺孔连接。由于长条孔4-1与连接螺栓4-2之间具有微小空隙，使轴承支架4可以在空隙里微量径向调整，以利于连接螺栓4-2的安装。参见图4、图13和图18。在轴承支架4上部两侧装有两个调整板21，调整板21通过连接螺栓21-1与丝母连接座体3连接。调整板21上装有调整螺钉5，调整螺钉5顶在轴承支架4上。

安装时，先装上轴承支架4，再装上调整板21将连接螺栓21-1与丝母连接座体3连接，调整两侧调整螺钉5，使两侧轴承支架4的球轴承16处于同一平面且线接触。然后，连接轴承支架4侧面的连接螺栓4-2，使轴承支架4与丝母连接座3连接。

通过直线滚动限位装置，可以限定丝母2沿轴向的直线运动，消除圆周摩擦力的影响。通过丝母2两侧安装球轴承16，与丝杠支撑导轨15面接触，从而抵消传动过程中的丝杠挠度影响。

直线滑动限位装置，则是将上述的深沟球轴承16替换为空气轴承或直线轴承，与丝杠支撑导轨15面发生作用，抵消传动过程中的丝杠挠度影响。

图8、图9、图10、图11和图12所示的为消除径向力装置结构图，所述消除径向力装置结构为：有一导杆18，两端具有外螺纹，导杆18一端装在L形连接支架7的导杆轴孔内，并由螺母6旋紧将该端固定，所述导杆18另一端活动地连接在传动部件连接座14的轴孔内，传动部件连接座14由角钢制成，呈倒L形。所述导杆18与传动部件连接座14的轴孔之间具有空隙δ，所述空隙δ为1-3mm，本实施例选择为2mm，以使导杆18具有一定的活动量。所述传动部件连接座14两端均装有平面推力球轴承，即内推力轴承11和外推力轴承20，在内推力球轴承11一面装有球面垫圈9和滑动垫片10，另一面装有滑动垫片12、尼龙垫片13。外推力轴承20也是如此。球面垫圈9、滑动垫片10和尼龙垫片13的安装顺序参见图12。上述垫圈和垫片使平面推力球轴承11、20更有效地发挥作用，以消除径向力。所述外推力轴承20的导杆端由螺母19连接，在所述L形连接支架7与所述传动部件连接座14之间的导杆18轴上套装有压缩弹簧8，所述弹簧8一端在所述连接支架7端，另一端在所述内推力轴承11端，靠在球面垫圈9上。所述连接支架7由螺钉固定在所述丝母连接座体3上。

当丝母2产生摆动时，该运动传递到L形连接支架7上，对于来自L形连接支架7的摆动，推力轴承11、20可以实现微量径向调整，这样既保证轴向精确传动定位，同时可以自动调整消除导轨面的平面度传动带来的影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1、一种测量机的滚珠丝杠传动连接装置，包括滚珠丝杠、丝母、丝母连接座体、导轨，其特征在于：

在所述丝母连接座体上装有直线运动限位装置和消除径向力装置，所述直线运动限位装置中设有轴承，所述轴承与所述导轨上面接触；

2、根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于：所述直线运动限位装置中具有两个轴承支架，所述轴承支架壳体侧面通过连接螺栓连接在所述丝母连接座体上，所述轴承设在所述轴承支架下部，所述丝母连接座体上面两端设有调整板，所述调整板与所述丝母连接座体通过连接螺钉连接，

3、根据权利要求2所述的连接装置，其特征在于：所述直线运动限位装置包括直线滚动限位装置或直线滑动限位装置，所述直线滚动限位装置中的轴承为滚动轴承；所述直线滑动限位装置中的轴承为空气轴承或直线轴承。

4、根据权利要求3所述的连接装置，其特征在于：所述调整板上设有调整螺钉，所述调整螺钉顶在所述轴承支架上面。

5、根据权利要求4所述的连接装置，其特征在于：所述丝母连接座体与所述轴承支架连接部件具有内凹面，所述轴承支架装在所述内凹面里。

6、根据权利要求1至5中任意一项权利要求所述的连接装置，其特征在于：所述导杆与所述传动部件连接座轴孔之间具有空隙，所述空隙为1-3mm，所述内、外推力轴承的两端设有球面垫圈和垫片，所述内、外推力轴承为平面推力球轴承。

7、根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于：所述弹簧为压缩弹簧，或为碟簧。

8、根据权利要求7所述的连接装置，其特征在于：所述连接支架为L形，其底面与所述丝母连接座体连接固定。

9、根据权利要求8所述的连接装置，其特征在于：所述传动部件连接座由角钢制成，其底面与传动部件连接固定。

10、一种测量机，其特征在于：安装有上述任意一项权利要求所述的测量机的滚珠丝杠传动连接装置。